VOCs催化燃燒設(shè)備
工藝流程圖
CCO型有機(jī)廢氣吸附催化一體化設(shè)備簡介
(一) 概述
CCO型有機(jī)氣體吸附催化一體化是我公司積累近十年有機(jī)氣體治理的經(jīng)驗(yàn)研制成功的高效節(jié)能、無二次污染的新型環(huán)保產(chǎn)品，經(jīng)眾多的用戶使用，該項(xiàng)處理技術(shù)成熟，已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)同類產(chǎn)品的領(lǐng)先水平。
(二) 用途
本凈化裝置主要用作涂裝、噴漆、家電、制鞋、塑料及各種化工車間里揮發(fā)或滲漏出有害廢氣的凈化及臭味的消除，最宜適用于低濃度（≤200mg/m3）的不適宜采用直接燃燒或催化燃燒和回收處理的有機(jī)廢氣，尤其對大風(fēng)量的處理場所，可獲得滿意的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
(三) 原理
本凈化裝置是根據(jù)吸附（效率高）和催化燃燒（節(jié)能）兩個基本原理設(shè)計的，即吸附濃縮－催化燃燒法。
含有機(jī)物的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)的作用，經(jīng)活性炭吸附層，有機(jī)物質(zhì)被活性炭特有的作用力吸附在其內(nèi)部，潔凈氣體被排出；經(jīng)一段時間后，活性炭達(dá)到飽和狀態(tài)時，停止吸附，此時有機(jī)物已經(jīng)被濃縮在活性炭內(nèi)。
催化凈化裝置內(nèi)設(shè)加熱室，啟動加熱裝置，進(jìn)入內(nèi)部循環(huán)，當(dāng)熱氣源達(dá)到有機(jī)物的沸點(diǎn)時，有機(jī)物從活性炭內(nèi)揮發(fā)出來，進(jìn)入催化室進(jìn)行催化分解成水和二氧化碳，同時釋放出熱量。利用釋放出的熱量再進(jìn)入吸附床脫附時，此時加熱裝置完全停止工作，有機(jī)廢氣在催化燃燒室內(nèi)維持氧化自燃，尾氣再生、循環(huán)進(jìn)行，直到有機(jī)物完全從活性炭內(nèi)部分離，至催化室分解。活性炭得到了再生，有機(jī)物得到分解處理。
(四) 技術(shù)性能及特點(diǎn)
該設(shè)備設(shè)計原理先進(jìn)，用材獨(dú)特，性能穩(wěn)定，操作簡單、安全可靠、無二次污染。設(shè)備占地面積小、重量輕。吸附床采用堆放式結(jié)構(gòu)，裝填方便，更換容易。
吸附有機(jī)物廢氣的活性炭床，可用催化燃燒處理廢氣產(chǎn)生的熱量進(jìn)行脫附再生，脫附后的氣體再送催化燃燒室凈化，不需要外加能量，運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)能效果顯著。
吸附箱采用蜂窩狀活性炭，阻力低，使用過程中的能耗僅為排風(fēng)機(jī)功率，不會給用戶增加費(fèi)用。
(五)設(shè)備組成
設(shè)備主要由干式過濾、活性炭吸附床、催化燃燒脫附床、配套風(fēng)機(jī)、電器控制等組成。
1. 干式過濾
為了防止廢氣帶入少量的水氣和少量的粉塵進(jìn)入到吸附凈化裝置系統(tǒng)，從而使活性炭受潮和堵塞導(dǎo)致吸附效果降低。經(jīng)干式除塵工藝，以確保吸附處理系統(tǒng)的氣源潔凈度為96%。干式過濾器一般采用無紡布材質(zhì)的過濾棉，以降低活性炭更換周期，減少運(yùn)行費(fèi)用。
2. 活性炭吸附床
為了使吸附床內(nèi)活性炭吸附均勻，我公司獨(dú)有設(shè)計的氣流分布板可使進(jìn)入吸附床內(nèi)的有機(jī)廢氣更好的和活性炭均勻接觸，以保證長時間運(yùn)行排放不會超標(biāo)。吸附床是整個裝置第一個主循環(huán)的主要部件及核心工序，活性炭由堆放式裝填，更換極其方便。
活性炭吸附箱的單床設(shè)計風(fēng)量為：15000m3/h，設(shè)定多個吸附床吸附，吸附完之后可利用峰谷電進(jìn)行脫附，降低企業(yè)運(yùn)行成本。
采用活性炭吸附材料－蜂窩狀活性炭，其與粒（棒）狀相比具有優(yōu)勢的熱力學(xué)性能，低阻低耗，高吸附率等，極適用于大風(fēng)量下使用，擁有優(yōu)良的吸附性能，其結(jié)構(gòu)為多孔蜂窩狀，具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大，流體阻力小等優(yōu)點(diǎn)，該產(chǎn)品特別適用于大風(fēng)量，低濃度工廠有機(jī)廢氣凈化治理，如工廠的甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有毒有害廢氣治理；目前該產(chǎn)品己在我國各大城市工廠批量配套使用，并部分出口至美國日本、韓國等（計算參數(shù)見表一）。
表一
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主要成份 |
活性炭 |
規(guī)格 |
100×100×100mm |
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壁厚 |
0.5~0.6mm |
體密度 |
(380~450) |
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比表面積 |
＞700 |
吸苯量 |
≥25% |
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脫附溫度 |
<120℃ |
使用壽命 |
≥6000小時 |
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孔數(shù) |
150孔/平方英寸 |
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空塔風(fēng)速阻力 |
490Pa |
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抗壓強(qiáng)度 |
正壓＞0.9MPa; 側(cè)壓＞0.3MPa |
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3.CCO催化凈化裝置
該裝置是將濃縮的有機(jī)廢氣引入主要設(shè)備。有機(jī)廢氣經(jīng)內(nèi)裝加熱裝置從活性炭層中將有機(jī)物分離后，通過催化劑的作用分解成水和二氧化碳，同時釋放能量，由熱交換裝置置換能量，用于維護(hù)設(shè)備自燃的能源。
該系統(tǒng)采用CCO型凈化裝置一套，處理風(fēng)量為2000m3/h，功率60kw，電加熱工作時間約半小時，當(dāng)催化床溫度達(dá)到250～300℃時，催化燃燒床開始反應(yīng)，利用廢氣反應(yīng)產(chǎn)生的熱空氣循環(huán)使用，此時電加熱停止，不需要外加熱，單床脫附，脫附時間為±2小時，設(shè)定時間活性炭吸附箱定時自動切換脫附，內(nèi)部裝填的陶瓷蜂窩體貴金屬催化劑使用壽命為20000小時。整個脫附系統(tǒng)采用多點(diǎn)溫度控制，保證脫附效果的穩(wěn)定。
TFJF型催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷體作為第一載體，γ-Al2O3為第二載體，以貴金屬Pd、Pt等為主要活性組分，貴金屬鉑和鈀,具有高活性、高凈化效率、耐高溫及長使用壽命。
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凈化效率≥97%的起燃溫度和相應(yīng)濃度 |
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甲苯 |
4 |
220℃ |
苯 |
4 |
240℃ |
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二甲苯 |
4 |
220℃ |
醋酸乙酯 |
4 |
300℃ |
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乙酮 |
4 |
220℃ |
環(huán)已酮 |
4 |
220℃ |
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正已醇 |
4 |
180℃ |
丙醇 |
4 |
280℃ |
TFJF(KMF)系列催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷體作為第一載體，γ-Al2O3為第二載體，以貴金屬Pd、Pt等為主要活性組分，是一種新型高效的有機(jī)廢氣凈化催化劑。
表二 催化劑主要技術(shù)性能
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外形尺寸 |
100×100×50mm |
空穴尺寸 |
φ1.3mm |
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空穴密度 |
25.4個/ |
孔壁厚度 |
0.5mm |
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深層主晶相 |
γ-A1203 |
比表面積 |
43 |
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堆積密度 |
0.8 |
空速 |
1×104h-1 |
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催化劑活性溫度 |
210℃ |
耐沖擊溫度 |
750℃ |
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使用壽命 |
≥10000小時 |
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4.主排風(fēng)機(jī)
第一循環(huán)系統(tǒng)的主要部件，引導(dǎo)廢氣在設(shè)定的通道中運(yùn)行。
5.脫附風(fēng)機(jī)
第二循環(huán)系統(tǒng)的主要部件，是負(fù)責(zé)將熱氣流引入吸附箱脫附有機(jī)物，同時又將有機(jī)物引入催化燃燒裝置進(jìn)行分解。
6.氣動或電動閥門
根據(jù)工況要求，在電器控制下實(shí)現(xiàn)管路切換及脫附時控制整個設(shè)備脫附溫度的必要元件。
7.電控部分
整個設(shè)備的中心樞紐，采用PLC程序控制及HMI人機(jī)對話界面操控，保證各設(shè)備的正常自動運(yùn)行，同時對各動力點(diǎn)起保護(hù)、控制、監(jiān)控作用。
PLC控制系統(tǒng)主要功能：
1、具有自動、手動兩種操作方式；
2、自動運(yùn)行時具有連鎖功能；
3、系統(tǒng)具有自我診斷功能；
4、運(yùn)行時出現(xiàn)的異常情況可報警及自動停機(jī)；
5、控制柜面板流程可顯示運(yùn)行主要參數(shù)；
6、根據(jù)工藝要求改變控制參數(shù)；
7、自動運(yùn)行時可根據(jù)工藝條件退出運(yùn)行。
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